気象予報士試験 実技パターン別①「温帯低気圧の発達」完全解説|500hPaトラフとの位置関係・温度移流・湿数・鉛直流の読み方・前線解析・移動速度の計算・記述の型|出題傾向とオリジナル問題15問(記述模範解答つき)+一問一答20問【元気象庁職員が解説】

夜空色の日本地図に低気圧の渦を思わせる光と風の線、気圧変化の折れ線を重ねたイメージ 気象

実技試験の半分以上は温帯低気圧です。日本海を進む低気圧、二つ玉低気圧、南岸低気圧(雨雪判別は次の記事)、いずれも「上層のトラフとの位置関係」「前面の暖気移流と後面の寒気移流」「前線の解析」「発達の判断」「移動速度の計算」「通過時の天気の変化」という同じ設問の型で出題されます。学科一般の温帯低気圧の理論と渦度・温度風が土台で、この記事はそれを天気図の読み取りと答案の書き方に翻訳します。出題傾向、3つの図解、設問パターン別の解き方、オリジナル問題15問(記述の模範解答つき)+一問一答20問で構成しています。

のぶ
やん
予報現業で低気圧の発達を判断する手順は、実技試験の設問の順番そのものです。「500hPaでトラフはどこか→地上低気圧はその東か→850hPaで暖気移流はあるか→700hPaで上昇流はあるか→だから発達する」。この順で資料を見る習慣をつけると、実技の時間配分が劇的に楽になります。

出題傾向|第55〜65回の実技でどう出たか

直近11回・22題(実技1・2)のうち、温帯低気圧が主題の題は14題。設問の型は次のとおりです。

分野・論点出題頻度典型的な問われ方
低気圧の発達判断(トラフとの位置・軸の傾き)◎ 毎回「今後発達すると考えられる理由を、500hPa面との関係から述べよ」
温度移流・鉛直流・湿数の読み取り◎ 毎回850hPa等温線と風から暖気・寒気移流域、700hPa湿数3℃以下の領域、上昇流域を図示・記述
前線の解析・位置の決定◎ 毎回850hPa等温線の集中帯、相当温位、地上の風向・気圧の谷から前線を記入
移動速度・距離の計算○ 2回に1回12・24時間後の位置から速さ(km/h・ノット)と方向
通過時の気象要素の変化○ 2回に1回寒冷前線通過時の風向・気温・気圧の時系列、記述
閉塞・最盛期の判断△ 3回に1回閉塞前線の型、中心気圧の推移、衰弱の理由
大雨・強風・高波の予想○ 2回に1回暖域の暖湿気、日本海低気圧の南風、海上警報
当サイトの分類。「発達の理由」は記述の定番
このパターンの攻略ポイント
  • 発達の3条件を答案に書く:①地上低気圧が500hPaトラフの東(前面)にある ②前面で暖気移流・後面で寒気移流 ③トラフ前面の正渦度移流と上昇流。「軸が西に傾いている」も可
  • 前線は850hPaの等温線集中帯の南縁(暖気側)、地上では風向のシア・気圧の谷・露点の差。相当温位図があれば集中帯の南縁
  • 計算は緯度1°=111km・経度1°=111×cosφ km・1ノット=1.852km/h。速さは「距離÷時間」、答えの単位と有効数字に注意
  • 記述は「図の事実→しくみ→結論」の型(記述の書き方)。「トラフ前面で正渦度移流があり上昇流が強まるため」の定型を身につける

パターンの型|日本海低気圧・二つ玉・南岸

西東北 ↑500hPa 等高度線(5400〜5700m)トラフ低地上低気圧 996hPa温暖前線寒冷前線前面:南風・暖気移流後面:北風・寒気移流地上低気圧はトラフの東(前面)正渦度移流・上昇流の場に地上低気圧がある=発達中。トラフが低気圧の真上に来ると発達は止まる
図1 発達期の低気圧。地上低気圧は500hPaトラフの東(前面)にあり、前面で暖気移流・後面で寒気移流
型特徴典型的な天気出題される設問
日本海低気圧日本海を北東へ進み発達。暖域が本州を覆う南よりの強風(春一番)、日本海側でフェーンによる高温・乾燥、寒冷前線通過で太平洋側は雷雨・突風、通過後は冬型で日本海側に雪南風の理由(フェーン)、寒冷前線通過時の変化、通過後の冬型、強風・海上警報
二つ玉低気圧日本海と南岸を2つの低気圧が並んで進み、東海上で一つに全国的に荒天。両方の低気圧の間(本州)は暖域で大雨、通過後に強い寒気どちらが主低気圧か、合流後の発達、暖域の大雨
南岸低気圧東シナ海〜四国沖〜関東の南を東北東へ太平洋側で雨、関東で雨か雪か(次の記事)、北東風で寒気が残る雨雪判別、低気圧のコースと降水域、沿岸前線
閉塞した低気圧(北日本)オホーツク海・北海道付近で閉塞・停滞北日本で暴風雪・大雪・高波が長く続く閉塞前線の型、停滞の理由(上層の寒冷渦)、暴風雪
温帯低気圧の4つの型。実技では「どの型か」を最初の設問で確認させることが多い

資料の見方|どの図で何を読むか

地上天気図中心気圧の変化等圧線の間隔前線の位置・閉塞500hPa高度・渦度トラフの位置と軸正渦度域の東側か等高度線の間隔(傾圧性)850hPa気温・風等温線の集中帯前面の暖気移流後面の寒気移流700hPa湿数・鉛直流湿潤域(湿数3℃以下)上昇流域(負のω)低気圧の東側で強い300hPaジェット強風軸の位置低気圧はジェットの北側で発達しやすい「上層の資料ほど西を見る」:500hPaトラフ→850hPa前線帯→地上低気圧の順に東へずれていれば発達期
図2 発達判断に使う5つの資料と着目点
資料読み取ること答案での言い方
地上天気図(ASAS)中心気圧・前12時間の変化、進行方向・速度、前線、等圧線の混み具合(風の強さ)、海上警報「中心気圧は12時間で8hPa低下し発達している」
500hPa高度・渦度(AUPQ35・FXFE)トラフの位置(等高度線が南に凸)、正渦度域(渦度の極大がトラフ底)、強風軸。地上低気圧が正渦度域の東側(正渦度移流域)にあるか。トラフ軸が地上低気圧の西にあるか「地上低気圧は500hPaのトラフの東側、正渦度移流域に位置する」
850hPa気温・風(AUPQ78・FXFE)等温線の集中帯(前線帯)、風が等温線を横切って暖気側から吹く→暖気移流、寒気側から→寒気移流。850hPa低気圧の位置(地上より西)「低気圧の東側では南よりの風が等温線を横切り暖気移流」
700hPa湿数・鉛直流(FXFE)湿数3℃以下(T−Td≦3)が湿潤域=雲・降水域。上昇流域(ωが負)は低気圧の東〜北東側に。等圧面のωの単位はhPa/h、負が上昇「700hPaで湿数3℃以下の湿潤域と上昇流域が低気圧の東側に広がる」
300hPa(AUPQ35)ジェット気流の強風軸(等風速線)。ジェットの北側(寒気側)・出口の左側で上層発散が強く発達しやすい「低気圧はジェット気流の北側にあり、上層の発散域にある」
エマグラム(AUPQ)安定度、湿潤層の厚さ、逆転層、雨雪判別。エマグラムの解き方
資料と着目点。記号の読み方は高層天気図の見方で

発達の「時間的な判断」も問われます。12時間後・24時間後の予想図で、地上低気圧とトラフの距離が縮まり軸が垂直に近づいていれば発達の終わり、まだ東に離れていれば発達が続きます。中心気圧の予想値の変化と合わせて「今後○時間は発達を続け、その後は…」の形で答えます。

前線の解析|どこに引くか

手がかり見方
850hPaの等温線等温線が集中している帯(前線帯)の南縁(暖気側の縁)に前線。地上前線は850hPaの前線帯より少し暖気側(前線面が寒気側に傾くため)
850hPaの相当温位相当温位の集中帯の南縁。梅雨前線など温度差が小さい前線では相当温位のほうが明瞭(梅雨前線の記事)
地上の風向前線をはさんで風向が急に変わる(低気圧性のシア)。温暖前線は南東風→南風、寒冷前線は南風→西・北西風
地上の気圧前線の位置に気圧の谷(等圧線の折れ曲がり)
地上の気温・露点寒冷前線の通過で気温・露点が急に下がる。温暖前線で上がる
雲・降水温暖前線は前方に広い層状雲・雨域、寒冷前線は付近に帯状の対流雲。衛星画像のバルジ(雲の膨らみ)は発達中の低気圧
閉塞寒冷前線が温暖前線に追いつく。閉塞点から低気圧中心へ閉塞前線。寒冷型(寒冷前線側が冷たい)が日本付近では多い
前線解析の手がかり。理論は前線の断面で

計算|移動速度・距離・気圧変化

低9時:北緯33°東経132°低21時:北緯36°東経138°12時間で移動南北:3°×111km=333km、東西:6°×111km×cos34.5°(≒0.82)=546km → 距離≒√(333²+546²)≒640km速さ=640km÷12h≒53km/h≒29ノット(1ノット=1.852km/h)。向きは東北東(東から約31°北寄り。8方位なら北東)緯度1°=60海里=111km。経度1°は緯度φで111×cosφ km(北緯35°で約91km)
図3 2つの時刻の位置から速さと方向を求める
実技の計算
緯度・経度と距離緯度1°=60海里=111km。経度1°=111×cosφ km北緯35°で約91km、北緯40°で約85km
速さ距離÷時間。km/hまたはノット(1ノット=1.852km/h≒0.514m/s)640km÷12h=53km/h=29ノット。「約30ノット」のように問題の指示に合わせて丸める
方向「北東へ」など8方位(16方位)で、進んでいく向き東西成分と南北成分の比で判定。tanで角度を出すと確実
気圧変化(後の中心気圧−前の中心気圧)÷時間−8hPa/12h=−16hPa/24h。緯度40°の爆弾低気圧の目安は約18hPa/24h
層厚Δz≒29.3×T̄×ln(p₁/p₂)1000〜500hPaでT̄=270Kなら5460m(測高公式)
風速の換算m/s×1.944=ノット、ノット×0.514=m/s天気図の矢羽根:長い羽10ノット、短い羽5ノット、旗50ノット

記述の型|このパターンで使う定型文

設問模範解答の型(要素)
低気圧が今後発達すると考えられる理由(500hPaとの関係)「地上低気圧は500hPaのトラフの東側(前面)に位置し、正渦度移流により上層で発散し上昇流が強まるため」。+「トラフの軸が高さとともに西に傾いている」
低気圧の東側で降水が強まる理由「低気圧の東側では南よりの風による暖気移流と上昇流があり、700hPaで湿数3℃以下の湿潤域が広がるため」
寒冷前線通過時の変化「風向が南よりから西〜北西に変わり、気温・露点が急に下がり、気圧は下降から上昇に転じ、しゅう雨性の降水を伴う」
日本海側で気温が上がる理由(日本海低気圧)「暖域の南よりの風が山を越える際、風上側で降水により水蒸気を失い、風下側で乾燥断熱的に昇温する(フェーン現象)ため」
低気圧が発達を止める(衰弱する)理由「500hPaのトラフが地上低気圧のほぼ真上に達し、軸が垂直になって上層の発散が弱まるため」+「閉塞して暖気が地上から切り離される」
海上で風が強まる理由「低気圧の発達に伴い等圧線の間隔が狭くなり気圧傾度が大きくなるため」
記述の型。字数指定に合わせて要素を取捨選択(記述の書き方・添削例)

事例|2つの型の見え方

日本海低気圧の典型(春):東シナ海で発生した低気圧が日本海を北東へ進み、12時間で10hPa近く発達。500hPaでは中国東北区にトラフがあり、地上低気圧はその東約1000kmに位置。850hPaでは低気圧の東側で南南西の風が等温線を横切り強い暖気移流、後面では北西風で寒気移流。本州は暖域に入って全国的に南よりの強風(春一番)、日本海側ではフェーンで20℃超え。寒冷前線通過後は西高東低で日本海側に雪。実技では「この低気圧が日本海を進む場合と南岸を進む場合で、関東の天気がどう違うか」を問う設問もあります。

閉塞して北日本に停滞する型(冬〜春):三陸沖で急発達した低気圧がオホーツク海で閉塞し、500hPaの寒冷渦と一体になって2〜3日停滞。北海道の太平洋側〜オホーツク海側で暴風雪・大雪・高波が続く。「停滞する理由」は「上層の寒冷渦の真下に地上低気圧があり(軸が垂直)、偏西風から切り離されて動きが遅いため」。この型は寒冷渦の記事で詳しく扱います。実物の天気図は実況モニターで毎日確認できます。

オリジナル問題15問|記述は模範解答つき

実技形式に近い設問です。記述は自分で書いてから解答を開き、要素が入っているか数えてください。過去問は気象業務支援センターで。

問1 【計算】 難易度:★★ 択一
地上天気図で低気圧の中心が9時に北緯33°東経132°、21時に北緯36°東経138°にあった。この低気圧の12時間の移動の平均速度(ノット)に最も近いものを選べ。緯度1°を111km、北緯34.5°でのcosを0.82、1ノットを1.852km/hとする。
  1. ① 約15ノット
  2. ② 約20ノット
  3. ③ 約29ノット
  4. ④ 約40ノット
  5. ⑤ 約53ノット
解答・解説を見る
正解:③
③。南北333km、東西6×111×0.82=546km、距離≒640km。640÷12=53km/h=29ノット。
問2 【計算】 難易度:★★★ 択一
前問の低気圧の進行方向として最も適切なものを選べ(16方位)。
  1. ① 北
  2. ② 北北東
  3. ③ 北東
  4. ④ 東北東
  5. ⑤ 東
解答・解説を見る
正解:④
④。北向きに333km、東向きに546km進んだので、東から測った角度はtan⁻¹(333÷546)≒31°。16方位では東北東(22.5°±11.25°=11.25〜33.75°)に入る。北東(45°)は33.75°以上。8方位で答える指示なら「北東」。
問3 【発達判断】 難易度:★ 択一
地上低気圧が今後発達すると判断できる500hPa面の状態として正しいものを選べ。
  1. ① トラフの軸が地上低気圧の真上にある
  2. ② トラフが地上低気圧の西側にあり、地上低気圧は正渦度移流域に位置している
  3. ③ トラフが地上低気圧の東側にある
  4. ④ リッジが地上低気圧の真上にある
  5. ⑤ 500hPaの等高度線がまばらで風が弱い
解答・解説を見る
正解:②
②。トラフ前面=正渦度移流→上層発散→上昇流。
問4 【資料】 難易度:★ 択一
発達中の温帯低気圧の周囲の850hPa面の特徴として正しいものを選べ。
  1. ① 低気圧の東側で北よりの風が等温線を横切り寒気移流
  2. ② 低気圧の東側で南よりの風が等温線を横切り暖気移流、西側で北よりの風により寒気移流
  3. ③ 低気圧の東側と西側でともに暖気移流
  4. ④ 等温線が低気圧の周囲で最も疎になる
  5. ⑤ 850hPaの低気圧は地上低気圧の東側にある
解答・解説を見る
正解:②
②。850hPa低気圧は地上より西(軸の傾き)。
問5 【資料】 難易度:★ 択一
700hPa面の湿数について正しいものを選べ。
  1. ① 湿数は気温と気圧の差である
  2. ② 湿数(気温−露点)が3℃以下の領域は湿潤で、雲や降水域に対応する
  3. ③ 湿数が大きいほど湿っている
  4. ④ 湿数は風速から求める
  5. ⑤ 湿数が10℃以下なら降水がある
解答・解説を見る
正解:②
②。湿数=T−Td。小さいほど湿潤。
問6 【資料】 難易度:★ 択一
鉛直p速度ωについて正しいものを選べ。
  1. ① ωが正のとき上昇流である
  2. ② ωが負のとき上昇流で、発達中の低気圧の東〜北東側に負の極値が現れる
  3. ③ ωは水平風の速さである
  4. ④ ωは常に0である
  5. ⑤ ωが負のとき下降流である
解答・解説を見る
正解:②
②。気圧は上ほど低いので、上昇するとpが減る(dp/dt<0)。
問7 【前線】 難易度:★ 択一
前線の位置を決める手がかりとして誤っているものを選べ。
  1. ① 850hPaの等温線の集中帯の暖気側の縁
  2. ② 地上の風向の急変(低気圧性シア)
  3. ③ 地上の気圧の谷
  4. ④ 850hPaの相当温位の集中帯の南縁
  5. ⑤ 500hPaの等高度線が最も混んでいる場所
解答・解説を見る
正解:⑤
⑤。500hPaの等高度線の密集はジェット気流の位置で、前線そのものではない。
問8 【前線】 難易度:★★ 択一
地上の前線と850hPaの前線帯の位置関係について正しいものを選べ。
  1. ① 一致する
  2. ② 地上の前線は850hPaの前線帯より暖気側にある
  3. ③ 地上の前線は850hPaの前線帯より寒気側にある
  4. ④ 850hPaには前線帯は現れない
  5. ⑤ 前線は上空ほど暖気側に傾く
解答・解説を見る
正解:②
②。前線面は寒気側に傾くので、上空の前線帯は地上より寒気側=地上前線は暖気側。
問9 【計算】 難易度:★★ 択一
温帯低気圧の中心気圧が12時間で988hPaから976hPaに下がった。この低気圧について正しいものを選べ。ただし緯度40°で爆弾低気圧の基準を約18hPa/24hとする。
  1. ① 24hPa/24hに相当し、緯度によらず爆弾低気圧である
  2. ② 24hPa/24hに相当し、緯度40°の基準(約18hPa/24h)を超えているので急速に発達する低気圧といえる
  3. ③ 12hPa/24hなので発達していない
  4. ④ 気圧の変化からは発達は判断できない
  5. ⑤ 中心気圧が980hPa以下なので台風である
解答・解説を見る
正解:②
②。−12hPa/12h=−24hPa/24h。
問10 【変化】 難易度:★ 択一
寒冷前線の通過に伴う地上観測の変化として正しいものを選べ。
  1. ① 風向が北西から南へ変わり、気温が上がる
  2. ② 風向が南よりから西〜北西へ変わり、気温・露点が急に下がり、気圧は下降から上昇に転じる
  3. ③ 気圧が上昇から下降に転じる
  4. ④ 風が弱まり湿度が上がる
  5. ⑤ 気温が徐々に上がり続ける
解答・解説を見る
正解:②
②。しゅう雨性の降水・突風を伴う。
問11 【記述】 難易度:★ 択一
日本海低気圧の通過時に日本海側で気温が上がる理由として最も適切なものを選べ。
  1. ① 暖気移流だけによる
  2. ② 暖域の南よりの風が山を越える際に風上で降水により水蒸気を失い、風下で乾燥断熱的に昇温するフェーン現象による
  3. ③ 日射が強いから
  4. ④ 海面水温が高いから
  5. ⑤ 寒冷前線の通過による
解答・解説を見る
正解:②
②。春の日本海側の高温の典型。
問12 【発達判断】 難易度:★ 択一
低気圧が発達を止め衰弱に向かう状況として正しいものを選べ。
  1. ① 500hPaトラフが地上低気圧の西に離れている
  2. ② 500hPaトラフが地上低気圧のほぼ真上に達し、軸が垂直になって上層の発散が弱まる
  3. ③ 前面の暖気移流が強まる
  4. ④ 中心気圧が下がり続ける
  5. ⑤ 暖域が広がる
解答・解説を見る
正解:②
②。閉塞して暖域が地上から切り離される。
問13 【資料】 難易度:★★ 択一
300hPa面のジェット気流と低気圧の発達について正しいものを選べ。
  1. ① 低気圧はジェット気流の南側(暖気側)で発達しやすい
  2. ② 低気圧はジェット気流の北側(寒気側)で、ジェットの出口の左側の発散域にあると発達しやすい
  3. ③ ジェット気流は低気圧の発達に関係しない
  4. ④ ジェット気流の真下で必ず発達する
  5. ⑤ ジェット気流は地上付近で最も強い
解答・解説を見る
正解:②
②。上層発散の場。
問14 【記述】 難易度:★★ 記述
記述:ある低気圧の東側で降水が強まると予想される理由を、850hPaと700hPaの資料から40字程度で述べよ。
解答・解説を見る
正解:(模範解答例)低気圧の東側では南よりの風による暖気移流と上昇流があり、700hPaで湿数3℃以下の湿潤域が広がるため。(52字)
要素:①暖気移流(南よりの風)②上昇流③湿数3℃以下の湿潤域。3つで満点、2つで部分点。「雨が降るから」のような言い換えは0点。
問15 【記述】 難易度:★★ 記述
記述:地上低気圧が今後発達すると考えられる理由を、500hPa面のトラフとの位置関係に着目して35字程度で述べよ。
解答・解説を見る
正解:(模範解答例)地上低気圧が500hPaトラフの東側にあり、正渦度移流により上昇流が強まるため。(40字)
要素:①トラフの東側(前面)②正渦度移流③上昇流(または上層発散)。「軸が西に傾く」も可。

一問一答20問|分野別の成績が出ます

温帯低気圧の発達(実技) 一問一答20問

実技の設問はこの一問一答の組み合わせ。

この分野でよくある質問

Q. 実技で低気圧の問題はどのくらい出ますか?

A. 2題中1題以上はほぼ確実に温帯低気圧が主題です。発達の判断・温度移流・前線解析・移動速度・通過時の変化の5つの型を練習してください。

Q. 「発達する理由」の記述で何を書けばいいですか?

A. ①地上低気圧が500hPaトラフの東側にある②正渦度移流(上層発散)③上昇流、の3要素です。字数が許せば「前面で暖気移流」も加えます。

Q. 前線の位置がいつも少しずれます。

A. 850hPaの等温線集中帯の「南縁」より少し暖気側、地上の風向シアと気圧の谷を優先します。ずれの許容範囲は問題によりますが、集中帯の中央や寒気側に引くと減点です。

Q. 移動速度の計算で時間がかかります。

A. 緯度差×111km、経度差×111×cosφ km、三平方の定理、÷時間、÷1.852の5ステップを機械的に。cosφは問題で与えられることが多いです。

Q. この記事の内容は学科とどうつながりますか?

A. 学科一般の温帯低気圧(G6)・力学(G5)・熱力学(G2)の理屈を天気図で確認する作業です。学科の理解が浅いと記述の要素が思い出せません。

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基礎知識

学科一般

学科専門

実技

ツール・実況

まとめ
  • 発達判断の3要素:トラフの東側・正渦度移流(上層発散)・上昇流。軸が西に傾く。真上に来たら終わり
  • 資料は「500hPa→850hPa→700hPa→地上」の順。850の暖気・寒気移流、700の湿数3℃以下と上昇流(ω負)
  • 前線は850hPa等温線集中帯の南縁より少し暖気側、地上の風向シア・気圧の谷・露点差で確認
  • 計算:緯度1°=111km、経度1°=111cosφ km、1ノット=1.852km/h、気圧変化は24h換算
  • 記述の定型:「トラフ前面で正渦度移流があり上昇流が強まるため」「南よりの風が山を越え乾燥断熱的に昇温するため」

出典:気象庁「天気図の見方」「高層天気図の利用」「予報用語」、気象業務支援センター「気象予報士試験 実技試験 過去の試験問題・解答例」。設問・数値・模範解答は当サイトのオリジナルで、過去問の転載ではありません。

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